脱淀粉玉米纤维制玉米纤维油、寡糖和膳食纤维的工艺研究

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本文的研究对象-玉米纤维(也称玉米皮)是湿磨法加工玉米淀粉生产过程中产生的一种廉价且丰富的副产品,其重量约占玉米干重的10-20%,现阶段一般将该玉米纤维作为动物饲料使用,其综合利用度较低。本文玉米纤维原料直接取自工厂生产线,经脱除淀粉处理后,分别探索了该原料制备玉米纤维油、寡糖和膳食纤维的工艺路线,为提高其综合利用度创造更高经济价值奠定基础。原料玉米纤维中含有19.41%的淀粉、18.52%的纤维素、37.47%的半纤维素、10.80%的蛋白质、3.51%的油脂及其他成分。原料中残留有较多的淀粉,会影响下游产品的提纯效果,继而影响到产品价值,因此对原料的有效深加工必须先脱除其残留的淀粉。亚硫酸浸泡玉米粒是湿磨法加工玉米淀粉的首道必须工序,本文利用原料中残留亚硫酸的酸性达到脱除淀粉的目的,其最优条件为反应温度120℃,反应时间2h,料水比1:17(g/mL),此条件下的淀粉脱除率达89.09%。本文对比研究了溶剂浸提法和水酶法提取玉米纤维油的工艺:干脱淀粉玉米纤维在干燥后可采用溶剂浸提法玉米纤维油,其最优条件是料液比1:16(g/mL),浸提时间60min,浸提温度40℃,在此条件下提取率为82.58%;湿脱淀粉玉米纤维可直接采用水酶法提取玉米纤维油,其最优条件是纤维素酶量4%,木聚糖酶量5.33%,料液比1:12(g/mL),时间24h,在此条件下提取率为75.05%。两种方法提取的玉米纤维油中植物甾醇含量均较高,分别可达2870mg/100g、2960mg/100g。水酶法提取玉米纤维油的固形残留物经简单处理,即可制得膳食纤维。本文检测了所制得膳食纤维的常见指标,结果显示持水力为5.85g/g,持油力为2.98g/g,膨胀力为2.50mL/g,在胆酸钠浓度为2mg/mL和3mg/mL条件下吸附能力分别为20.15mg/g和40.63mg/g。结果显示本文所制膳食纤维符合标准。而水酶法提取玉米纤维油的酶解上清液经干燥即可得到寡糖混合物。半纤维素是膳食纤维的重要组成成分,且半纤维素的水解产物木聚糖、阿拉伯糖等都是水溶性膳食纤维组成成分。因此原料中高含量的半纤维素具有重要的研究价值。湿脱淀粉玉米纤维在干燥后可用稀酸将半纤维素提取出来,其最优条件为酸解温度105℃,酸解时间2h,酸浓度1%,料液比1:12.5(g/mL),在此条件下半纤维素的提取率高达94.45%,而脱除出的半纤维素基本以寡糖或部分单糖形式存在。
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